과학자들은 정보기술(IT), 생명공학기술(BT), 환경에너지기술(ET) 등의 핵심적 기반이 되고 있는 나노기술이 기술혁명을 주도해 나아가 인류의 미래를 바꿀 것으로 기대하고 있습니다. 선진국에서는 국가 차원에서 나노 관련 정책을 수립해 다양한 분야에 나노기술이 적용될 수 있도록 하고 있죠. 특히 원천기술 및 응용기술을 개발하고, 소재의 산업화에 많은 관심을 쏟고 있습니다. 일상생활에서는 잘 느낄 수 없겠지만, 나노기술은 이미 우리 일상생활의 상당 부분에 적용되고 있습니다. 은나노 세탁기 · 은나노 화장품 등 생활용품을 비롯해 자동차 · 컴퓨터 · 스포츠용품 등에도 다양하게 적용돼 우리 생활을 더욱 윤택하게 합니다. 컴퓨터 하드디스크, DVD, 반도체 메모리 소자, LED 등 디지털 정보화 시대의 핵심인 전자제품들의 성능을 향상시키고 있는 나노광학기술에 대해 알아보겠습니다.
Q:나노기술은 언제, 어떻게 시작되었나요?
A:노벨 물리학 수상자인 미국의 리처드 파인만 교수가 1959년 한 물리학 강연학회에서 나노기술을 주창하면서 그 역사가 시작됐습니다. 당시 파인만 교수는 24권 분량인 브리태니커 백과사전을 여자들이 사용하는 머리핀 끝부분에 모두 담을 수 있으며 앞으로, 세계 모든 정보를 200분의 1인치 정육면체에 기록할 수 있을 것이라고 예측하면서 사람들에게 충격을 줬죠. 80년대까지 양자역학에 대한 실험물리학적 성과들이 간헐적으로 발표됐지만, 큰 성과는 없었습니다. 그런데 1981년 IBM 취리히연구소가 주사형 터널현미경(STM)을 개발해 원자 크기의 100분의 1 해상도를 구현하면서 본격적으로 성장하게 되죠.
그 후로 일본이 `나노 기구 프로젝트`를 국가프로젝트로 출범하고, 미국 에릭 드렉슬러 박사가 `창조의 엔진:나노기술의 도래`라는 책을 발표하면서 나노가 대중에게 친숙해지기 시작했어요.
2000년대 초에는 미국 클린턴 행정부가 NNI전략을 발표해 나노기술을 국가 경제 및 안보를 위한 최우선 전략과제의 하나로 공식 인정하기에 이릅니다. 우리나라 역시 나노기술 종합 발전계획 수립을 추진해 질적, 양적 성장을 거듭해왔습니다.
Q:나노광학기술은 또 무엇인가요?
A:나노기술(nano technology)이란 나노미터 수준에서 물체들을 만들고 조작하는 기술을 말합니다. 물질의 크기가 작아짐으로써 얻을 수 있는 정보 저장 및 처리가 극대화되는 거죠. 나노광학기술은 극미세 크기의 형상 정밀도나 표면 거칠기 등을 갖는 부품의 설계 · 가공 · 제작 · 평가 등이 포함된 기술을 말합니다. 나노미터는 1미터를 10억개로 나눈 길이에 해당하며, 금속 원자 서너 개를 나열한 정도의 크기입니다. 머리카락을 예로 들어보면 머리카락 1개의 두께는 약 100마이크로미터(㎛)이고, 1나노미터(nm)는 머리카락 두께의 약 10만분의 1 수준으로 이해하면 됩니다. 이 정도면 나노기술이 얼마나 정밀하고 세밀한 기술인지 알 수 있겠죠.
Q:나노광학기술이 적용된 성공적 사례는 어떤 게 있나요?
A:앞서 언급했듯이 나노광학기술은 눈에 잘 보이지는 않지만 실제로 우리의 실생활에 적용된 예가 많아요. 여러 가지를 예로 들 수 있겠지만, 그 중 IT 제품에 실제 적용된 사례가 많습니다. 휴대폰에 사용되는 LED 플래시, 각종 렌즈, 디스플레이에 적용되는 프리즘시트 등이 나노광학기술을 이용한 부품들이죠. 최근 국내 중소기업이 개발해 블랙베리에 공급하고 있는 입력장치 옵티컬트랙패드(OTP)도 대표적인 사례입니다.
OTP는 휴대기기에서 컴퓨터의 마우스 역할을 하는 초소형 입력 솔루션인데요. 스마트폰 같은 모바일 디바이스 사용자가 OTP를 사용해서 인터넷이나 다양한 멀티미디어 기능을 보다 정확하고, 편리하게 이용할 수 있는 장점이 있어요. LED플래시모듈과 PL 렌즈(Power LED Lens)는 고화소 카메라폰을 이용해 사진을 찍을 때 광량을 조절해 LED광선을 보내주는 역할을 하는 부품입니다. 사진의 품질을 높이는데 많은 도움을 주죠. 스마트폰, 스마트TV 시장이 큰 폭으로 성장할수록 나노광학기술이 적용된 제품들이 점차 많이 나올 것으로 기대됩니다.
Q:나노광학기술의 향후 전망은 어떤가요?
A:인류가 진보에 속도를 내면서 새로운 기술도 점차 빨리 출현하고 있습니다. 최근 반도체 · 디스플레이 · 자동차 · 의료 · 바이오 등 전 산업에 나노기술이 접목되면서 기존 기술로는 불가능했던 일들이 현실화되고 있어요. 나노광학기술은 지금 우리 실생활 많은 곳에 이미 활용되고 있으며, 지금도 진행형입니다. 많은 전문가들 역시 인간의 삶을 획기적으로 변화시킬 가장 큰 기술로 나노광학기술을 꼽고 있는 것으로 보면, 앞으로도 빠른 발전 속도를 보일 것으로 전망됩니다.
<나노광학기술 관련 도서>
◇`재미있는 나노과학기술 여행:작은 것의 혁명, 나노기술이 세상을 바꾼다` 강찬형 · 금동화 · 김긍호 · 서상희 · 나노기술연구협의회 지음, 양문출판사 펴냄
일상생활에서 응용되고 활용되는 작은 나노의 세계를 살펴봄으로써 나노기술을 쉽고 재미있게 이해할 수 있도록 돕고 있다. 우리 조상들이 이용한 나노기술과 최첨단 기술에 활용되는 나노기술을 비교, 상세하게 설명했다. 또 현재 우리나라에서 개발 중인 나노기술의 현황과 이 기술이 가져오는 사회적 · 경제적 파장까지 전망해 담고 있다.
◇`알기쉬운 광학이야기` 이치원 지음, 문지사(MJ 미디어) 펴냄
광학에 대한 개론서. 어렵게만 느낄 수 있는 광학에 관한 전반적인 내용을 최소한의 수학을 이용하면서도 그 의미가 잘 전달하도록 구성했다.
광(光)의 개념에서부터 광학이론과 상의 형성, 광을 이용하는 기술, 광학소자, 광학기기, 자연 속의 광학적 현상, 비선형 광학 등에 대해 누구나 손쉽게 알 수 있도록 총정리했다.
이형수기자 goldlion2@etnews.co.kr
